C a rd io - fr é quencem è t res et sports d`endurance

Mise à jour 22/11/99 19:30
< DOSSIER >
Adaptations cardiovasculaires
Cardio-fréquencemètres
et sports d’endurance
De la théorie à la pratique
Dr Th. LAPORTE
L’
utilisation du cardiofréquencemètre
(CFM) en pratique
sportive découle des profonds changements qui ont
eu lieu dans l’approche de la
préparation du sportif
d’endurance depuis une
vingtaine d'années.
Le choix de cet appare i l
comme outil de base pour
l’entraînement moderne possède de très nombreux partisans mais encore quelques
détracteurs. Pour certains
spécialistes « s’entraîner sans
c a rd i o - f r é q u e n c e m è t re est
devenu presque aussi
archaïque que de courir pied
nu » (S.Cottereau 1998).
Sans être aussi enthousiaste,
force est de constater qu'une
judicieuse utilisation de cet
instrument permet de
réaliser un entraînement
personnalisé, efficace et
sécurisant.
Néanmoins, la réalité est tout
a u t re puisque si 50 % des
coureurs actuellement possèdent un CFM seulement la
moitié l'utilise et parmi ceuxci un faible pourcentage de
façon judicieuse et donc efficace, d'où les détracteurs.
Il est donc indispensable pour
p e r m et t re une utilisation
logique du CFM, d'en
c o n n a î t re les modalités
d'emploi mais tout d’abord
d’appréhender les différentes
preuves à partir desquelles la
fréquence cardiaque (FC) a pu
être scientifiquement reconnue comme un fidèle reflet de
la dépense énergétique réalisée au cours d'un effort d’intensité donnée (Fig.1).
Figure 1 : le cardio-fréquencemètre comprend un émetteur (ceinture thoracique) et un récepteur (bracelet montre).
❚A - La fréquence cardiaque : reflet fidèle de
la consommation d’oxygène à l’effort
L’
utilisation de l'indice
fréquence card i a que pour quantifier
l'intensité d'un effort est une
pratique très ancienne. Elle
résulte de l'équation de Fick.
Celui-ci a démontré que la
consommation d’oxygène ou
VO2 (principal déterminant
de la performance lors d’une
activité sportive d'endurance)
résulte du produit du débit
cardiaque par la différence
artérioveineuse en oxygène
(DavO2). Si ce dernier facteur
c o r respond à la quantité
d'oxygène que les muscles
sollicités extraient de la circulation sanguine à chaque
passage, le débit cardiaque,
lui, est le produit de la fréquence cardiaque par le
volume d'éjection systolique
(VES), c’est-à-dire par le
volume de sang oxygéné
p ropulsé par le ventricule
gauche à chaque contraction
de celui-ci. La VO2 augmente
de façon directement proportionnelle à l'intensité d'une
activité physique, jusqu'à un
certain niveau au-delà duquel
celle-ci n’augmente plus et
va plafonner à une valeur
maximale encore appelée
VO2 max.
Pour les efforts d’intensité
faible : jusqu'à environ 40 %
de VO2 max (correspondant
à un effort de marche rapide
MÉDECINS DU SPORT
par exemple) la croissance de
la VO2 s’effectue essentiellement par augmentation de
l’inotropisme du myocarde
(et donc du VES), et par
augmentation de la DavO2 ;
l'accélération de la FC restant
très modeste pour ces
niveaux de sollicitation
physique.
Pour des efforts de moyenne
à forte intensité : c’est-à-dire
mobilisant de 50 à 100 % la
VO2 max, il est bien démontré
que l'augmentation de la VO2
ne se réalise plus que par la
seule accélération de la fréquence cardiaque, pendant
que le VES et la DavO2 plafonnent. Pour ces intensités
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d'effort (correspondant à la
dépense énergétique de
toutes les allures de la course :
des séances d’échauffement
aux séries en fractionné), la FC
se retrouve ainsi être le fidèle
reflet de la consommation
d'oxygène (Fig.2).
■ Mécanismes régulateurs de la fréquence
cardiaque à l'effort
•Pour chaque individu et
pour un niveau d’activité
donné, la fréquence cardiaque effective correspond
au produit de la fréquence
c a rdiaque dite intrinsèque
(celle qui “serait obtenue” en
en levant le cœur de l’orga-
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Adaptations cardiovasculaires
nisme) par deux facteurs :
- l'un "n" frénateur, (témoin
de l'influence du système
vagal),
- l'autre “m” accélérateur
(influence du système sympathique).
•Pour les efforts d'intensité
modérée (jusqu'à 60 % de
VO2 max) l'accélération de la
FC est essentiellement liée à
la levée progressive du frein
vagal.
•Pour tout effort supérieur à
60 % de VO2 max, l'accélération de FC est liée à
l'augmentation d'activité du
système sympathique (augmentation des catécholamines circulantes).
•Tout entraînement à faible
intensité va essentiellement
stimuler le tonus vagal (FC
plus basse pour un même
niveau d’effort).
•Tout entraînement à forte
intensité permet de conserver un tonus sympathique
c o r rect et d’éviter de
t rop “brider” le potentiel
d'augmentation de la fréquence cardiaque à l'effort.
■ La relation FC –VO2 :
conséquences pratiques
Il existe un rapport direct de
p roportionnalité entre le
p o u rcentage de VO2 max
sollicité lors d'un effort, et le
p o u rcentage de réserve
cardiaque utilisé.
•La réserve cardiaque correspond à la valeur de la
différence entre la FC maximale et la FC “de repos”. Il
s'agit d'une donnée individuelle relativement délicate
à utiliser en pratique.
•La relation entre les pourcentages de VO2 max et de
FC max obtenues pour un
niveau d’effort donné, est
plus facile à exploiter “sur le
t e r r a i n ” ; celle-ci est moins
d i recte, mais s'établit à
8-10 % prés en faveur de la
FC (par exemple un eff o r t
mobilisant 80 % de
la VO2 max sera réalisé à
88 +/- 1 % de la FC max).
•Quoiqu’il en soit, la réserve
c a rdiaque d’un sportif se
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Figure 2 : Test de type rampe
“20W/min” sur vélo. Notons l’évolution
directement parallèle de la VO2 et de la
FC, tant à l’effort qu’en récupération.
Figure 4 : Comparaison entre
les FC max réelles sur tapis roulant et
les FC max théoriques (220 - âge)
chez 59 sportifs (d’après O’Toole).
Figure 3 : Dérive de la F Cl o rs d’un
effort prolongé d’intensité constante ,celle
ci apparaît environ après 10 min d’état
stable.Elle compense la diminution du
VES (deshydratation, conséquences de
la thermrégulation) à fin de maintenir
un débit cardiaque constant
(d’après Rovell 1977).
trouve être le principal déterminant de sa VO2 max Les
athlètes de haut niveau arrivent ainsi à quadrupler leurs
valeurs de FC de repos à leur
VO2 max (celle-ci passant par
exemple de 50/min au repos
à 200/min au niveau de la
VO2 max).
•La participation des deux
a u t res déterminants de
la VO 2 (VES et DavO2 ) est
m o i n d re ; les diff é re n t e s
études leur accordent au
maximum un coefficient multiplicateur de deux à chacun.
•Les procédés d’entraînement moderne consistent
ainsi en un mélange harmonieux de séances dites
quantitatives (en “volume”),
certes indispensables pour
stimuler la filière d'utilisation
des acides gras pour un
niveau d’effort donné (effet
d’épargne glucidique), et permettant ainsi de rendre un
effort sous-maximal “davantage sous-maximal”, et de
séances dites qualitatives
(en “intensité”) qui, outre
l’entretien d’une FC max la
MÉDECINS DU SPORT
plus élevée possible, permettent d’habituer les muscles
sollicités à recevoir un débit
sanguin élevé, et d’adapter
ainsi leurs systèmes enzymatiques oxydatifs.
■ La notion de rendement énerg é t i q u e
d'une course
Le rendement énerg é t i q u e
ou “coût énergétique” d’une
activité sportive d’endurance
est un paramètre fondamental qui fait partie des principaux déterminants de la
performance. Ce rendement
correspond au rapport entre
le travail réalisé et l'énergie
dépensée pour le réaliser.
Pour la course à pied par
exemple, ce rapport peut se
traduire par : Vitesse/VO2 et,
compte tenu des considérations précédentes, par :
Vitesse/FC.
Le coureur dispose ainsi de
deux indices aisément contrôlables sur le terrain (vitesse
réalisée par le contrôle du
temps de passage au kilomètre et FC sollicitée sur la
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distance parcourue grâce au
CFM), qui vont le renseigner
d i rectement sur le coût
énergétique de sa foulée.
Tout protocole d’entraînement
aura pour but d’améliorer ce
rendement (obtention d’une
vitesse supérieure pour un
même niveau de FC).
A l’inverse, tout état de
fatigue, ou toute dégradation
des conditions enviro n n ementales (chaleur et/ou
humidité excessives) vont
entraîner une moindre
économie de course (diminution de la vitesse pour une
même valeur de FC).
D ’ a u t res qualificatifs sont
parfois utilisés pour désigner
cette notion de rendement :
comme “économie de
course” ou encore “efficacité
de la foulée”.
■ Les pièges de
la relation vitesse/
fréquence cardiaque
Cette relation n’est scientifiquement validée que dans les
conditions dites “d’état stable”,
c’est-à-dire lorsque l’apport en
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O2 est constant en réponse
à une demande énergétique
elle aussi constante.
Cependant, l’obtention de ces
conditions n’est pas immédiate, cette relation ne se vérifiant plus dans les situations
dites “intermédiaires” suivantes.
•L'inerti e de mise en
route des systèmes transporteurs de l’oxygène en
début d'effort.
Cette relative lenteur dans
l’accélération de la FC correspond au délai de mise en
action des systèmes trans-
portant l'oxygène de l'air
ambiant où il est prélevé, aux
muscles où il est utilisé.
Ce délai est variable (de 3 à
13 minutes) et proportionnel
à l'intensité de l’effort.
Il est notablement raccourci
par l'échauffement préalable.
Il est impératif de prendre en
considération ce délai lors de
la réalisation d'un effort de
courte durée (ce qui représente une limite dans l’utilisation du CFM pour le travail en
fractionné), ou lors des premières minutes d’un effort de
plus faible intensité mais de
durée plus longue. Un entraînement bien conduit permet
de diminuer ce délai pour un
même niveau d’exercice (phénomène facilement vérifiable
grâce au port du CFM).
•La période
de récupération
Le retour à la fréquence cardiaque initiale en phase
de récupération n’est pas
immédiat, il s’effectue progressivement suivant une décroissance mono-exponentielle
(cf. chapitre1). Il est classique
de parler d'une bonne capa-
Adaptations cardiovasculaires
cité de récupération lorsque
la fréquence cardiaque baisse
de 15 % à la fin de la première minute, et de 30 % à la
troisième minute par rapport à
la FC atteinte en fin d’effort.
Le contrôle de la FC grâce au
CFM permet, là aussi, d'avoir
un bon aperçu sur la qualité
de la récupération, elle-même
constituant le précieux témoin
de l’efficacité de l’entraînement. Ainsi toute diminution
de la pente de décroissance
de la FC peut témoigner d’un
état de fatigue ou de surentraînement.
❚B - Les limites
❚C - Cardio-
d’utilisation de
l’indice fréquence
cardiaque
fréquencemètres :
de la théorie
à la pratique
Il est classique de constater
une “dérive cardiaque”
lors d'un effort prolongé réalisé à intensité constante.
Par “dérive cardiaque”, on
entend une augmentation
lente et immuable de la
fréquence cardiaque au fil
du temps. Cette augmentation
pouvant parfois dépasser
10 à 15 battements/minute,
elle apparaît toujours après
une période de stabilité initiale correspondant à l’état
stable qui, selon les études,
peut durer elle-même de
20 à50 minutes.
Les causes de cette dérive
sont multiples. Aux rôles de
la thermorégulation et de la
déshydratation s’ajoutent la
diminution de l’efficacité
“mécanique” de la foulée,
ainsi qu’une possible fatigue
du myocarde (Fig. 3).
•Quoiqu'il en soit, l'importance de la dérive est d'autant
plus grande :
- Que l'effort est plus intense.
- Que les conditions climatiques sont plus défavorables
(proportionnelle à la somme :
degré d'humidité + degré de
la température sèche).
•De nombreux travaux ont
clairement démontré que
l’intensité de la dérive est
diminuée par un mode
d’entraînement approprié.
- Soit lors de séances spécifiques, c’est-à-dire réalisées
dans les conditions climatiques de la course prévue et
sur le même type de terrain.
- Soit lors de séances réalisées
à l'allure dite "au train"
c’est-à-dire à l'allure présumée
pour la course préparée ; cette
dernière séance améliorant spécifiquement le maintien d'une
bonne efficacité mécanique de
la foulée dans le temps.
•L’utilisation d’un cardiofréquencemètre va permettre
au sportif de dépister et de
quantifier cette dérive ainsi
que d’en appréhender les
principales causes (déshydratation notamment) et enfin
de contrôler l'efficacité de son
entraînement par la diminution de l’importance de cette
dérive pour une même intensité d’exercice.
MÉDECINS DU SPORT
L’utilisation de plages de FC
est donc possible pour
élaborer un programme
d’entraînement. La détermination de “zones de travail”
est indispensable avant
d'utiliser le CFM.
Les repères essentiels à
définir sont : la fréquence
cardiaque maximale (FC max)
et les fréquences cardiaques
dites "aux seuils".
■ Détermination de la
FC max
Pour chaque sportif, la
FC max est un critère individuel et reproductible nécessitant une détermination
personnelle (Fig. 4).
Il faut déconseiller toute évaluation "statistique" de celle-ci
par la classique formule
d'Astrand (220 – l’âge) élaborée à partir de tests réalisés sur
vélo, et dont l’intervalle de
confiance est de plus ou
moins 15 battements/ min.
Cette détermination individuelle est indispensable
puisque les différentes séances
d’entraînement
sont
construites sur la base d’un
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“certain” pourcentage de la FC
max ; toute erreur sur la détermination de celle-ci risque
donc de fausser l’objectif visé
dans les différents types de
séances programmées.
Les épreuves de détermination mises à la disposition du
sportif sont de deux types :
• Les tests de labor atoire
Ils doivent être adaptés à la
discipline sportive concernée
( c o u reur sur tapis ro u l a n t
avec pente de 1 %, cycliste
sur vélo), et à l’état de forme
du “moment” (protocole basé
sur la performance récente
sur 10 0 0 0 m ou sur semimarathon) du coureur.
Idéalement, au test d'effort
sera couplée une mesure des
échanges gazeux re s p i r atoires permettant ainsi une
évaluation “directe” de la
VO2 max.
La valeur de FC max retenue
sera celle obtenue au niveau
de puissance correspondant
à la VO2 max du sportif.
Ceci permet d’éviter de la
sous-évaluer (plateau de vo2
non atteint chez un sportif
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Adaptations cardiovasculaires
fatigué ou peu motivé) ou
plus rarement de la surévaluer (sujet très “résistant” à
capacité
anaérobique
élevée, maintenant longtemps une intensité supramaximale).
La vitesse aérobie maximale
(Vam) correspond à l’intensité d’effort où sont mesurés
VO2 max et FC max ; pour le
cycliste, il s’agit de la puissance aérobie maximale
(Pam).
Parmi les inconvénients de
ces procédures de laboratoire, retenons la lourdeur de
l’équipement nécessaire, le
coût de la procédure, mais
aussi le caractère très
“opérateur dépendant” de la
réalisation du test : les résultats devant être absolument
fiables et reproductibles pour
permettre ensuite l’élaboration d’un programme
d’entraînement adapté et
efficace.
• Les tests de terr ain
- Le CAT test est le plus simple
à mettre en œuvre. Il consiste
à réaliser une course de
2 0 0 0 à 3 0 0 0 mètres en
accélérant progressivement
de manière à terminer sur les
200 derniers mètres à la
vitesse la plus grande
p o s s i b l e ; la valeur de FC
obtenue à l’arrivée sera retenue comme étant la FC max.
- Le test de Conconi est une
course sur piste de 400 mètres
avec accélération progressive
et régulière de la vitesse
réglée par un moniteur et
arrêt à l’épuisement.
- Le test de Léger et Boucher :
sur piste aussi, vitesse augmentée de 1 km/h toutes les
2 minutes. La vitesse est imposée par des bips sonores ; un
système de bornes placées
tous les cinquante mètres
permettant au sujet de mieux
ajuster sa foulée sur la vitesse
demandée. Le dernier palier
complété correspond à la
Vam, donne la FC max et
permet d’extrapoler la VO2
max (égale à la Vam
multipliée par 3,5).
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Ces tests sont plus pratiques
à réaliser et moins onéreux
que les tests de laboratoire ;
ils sont néanmoins plus sensibles à la motivation du sujet
avec le risque, difficilement
décelable, de sous-évaluation
des valeurs obtenues. Ils
dépendent aussi des conditions climatiques le jour du
test d’où une reproductibilité
plus délicate.
■ Détermination des
valeurs de fréquence
cardiaque “aux seuils”
Le terme “seuil” est très
largement répandu dans tous
les protocoles d’entraînement
moderne proposés par les
entraîneurs ou la presse spécialisée. Il existe cependant une
extrême confusion dans la terminologie, la signification
exacte de ces seuils et les
méthodes de détermination de
ceux-ci. Leurs recherches sont
réalisées lors d'un test de type
triangulaire ou de type “rampe”
à incrémentation de charge
très faible, soit par l’étude de la
cinétique des lactates par prélèvements sanguins ; soit par le
recueil d'indices ventilatoires
obtenus lors de la mesure des
échanges gazeux respiratoires.
• Avec l'une ou l'autre technique, au cours de l’épreuve
d’effort deux “seuils” successifs
peuvent être individualisés .
- Le seuil d'apparition des lactates
(classique seuil “aérobie”) et le
seuil d'accumulation des lactates
(classique seuil “anaérobie”).
- Le seuil d'adaptation ventilatoire (communément appelé
seuil "ana é rob ie ventilat o i r e " ) et le seuil d'inadaptation ventilatoire (ou seuil de
décompensation de l’acidose
respiratoire).
premier seuil ventilatoire ainsi
qu'entre le deuxième seuil
lactique et le deuxième seuil
ventilatoire.
Si la genèse de l'apparition
des seuils paraît de plus en
plus être multifactorielle, il
existe néanmoins un consensus actuel pour définitivement abandonner les termes
aérobie et anaérobie, qui
n’ont aucune signification
physiologique valable.
•Il est néanmoins admis que
lors d’un effort d’intensité progressivement croissante :
- au début, l’apport en oxygène est suffisant pour assumer les besoins énergétiques
des muscles en activité ; l'utilisation des substrats (essentiellement les acides gras
libres) en tant que “carburant” permet, avec l'oxygène
comme “comburant”, de produire l'énergie nécessaire
pour ce niveau d’effort ; il en
résulte une élimination de
CO2 (par la ventilation) parallèle à la consommation
d'oxygène ;
- à partir d’une intensité
d’effort correspondant à environ 60 à 70 % de la
V O 2 max, la seule filière
"aérobie" devient insuffisante
pour assumer la demande
énergétique ; conjointement,
une deuxième filière est sol-
Chaque méthode de mesure
a ses avantages et ses inconvénients, ses partisans et ses
détracteurs. Toujours est-il
que lors d'études comparatives réalisées sur le même
sujet avec le même protocole, il paraît bien exister une
bonne concomittance entre
le premier seuil lactique et le
MÉDECINS DU SPORT
licitée permettant la production d'un surcroît d'énergie,
la lactatémie (résultat du rapport production sur élimination des lactates) va alors
augmenter (premier seuil lactique) ; ce surcroît lactique
sanguin va provoquer une
augmentation des ions H+,
immédiatement tamponnés
par les bicarbonates avec
production accrue de CO2 ;
ceci induit une stimulation
accrue de la ventilation
(premier seuil ventilatoire) ;
d’autres stimulis interviennent
aussi comme les catécholamines, l’ammonium, le potassium ; la cassure de la courbe
de ventilation paraît donc
multifactorielle et non exclusivement lié à la cinétique des
lactates ;
- ensuite, plus l'intensité
d'effort augmente, plus la
part de la deuxième filière
devient prépondérante ;
- à partir d’une certaine intensité, le pouvoir que possède
l’organisme à tamponner
l'acide lactique est dépassé ; il
en découle une accumulation
des lactates sanguins (production supérieure à l’élimination)
et une acidose métabolique
(deuxième seuil lactique) avec
une deuxième augmentation
du débit ventilatoire (deuxième
seuil ventilatoire) ;
Figure 5 : Test de Terrain (Vaméval) avec recueil des
indices FC (par un CFM) et des indices sanguins lactiques
(prélèvements ).
Notons chez ce sportif une bonne concomittance seuil 2
/seuil de Conconi.
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- la poursuite d'une activité
intense au-delà de ce
deuxième seuil, sera limitée en
durée par l'accumulation des
lactates, l’acidose et la tétanisation musculaire entraînée par
cette situation métabolique.
• La détermination
“statistique”des deux
seuils
Ils sont exprimés en pourcentage de la FC max, selon
une fourchette de valeurs,
compte tenu de la considérable influence du niveau
d’entraînement sur l’importance de ce pourcentage ;
T.Meyer (12) a très récemment montré chez 36 cyclistes,
que si la lactatémie moyennée relevée à 85 % de la FC
max moyennée correspondait à l’importance au seuil
individuel anaérobie moyenné, par contre pris individuellement les valeurs de FC
à ce seuil individuel se
situaient dans une large fourchette (entre 87 % et
118 % !) de la valeur de FC
statistiquement retenue. Fort
de ces réserves, le premier
seuil est proposé entre 75 %
(pour les novices) et 85 voire
90 % pour les plus entraînés ;
le second seuil entre 85 % et
9 5 % (voire parfois 98 à
1 0 0 % !) en retenant les
mêmes précautions.
• En Pratique : Pour chaque
individu, à chaque seuil correspond un repère en vitesse
et un repère en fréquence
cardiaque ; paramètres aisément exploitables sur le terrain.
• De multiples travaux démontrent l'indiscutable efficacité
d'un procédé d’entraînement
basé sur ces deux seuils et ce,
quelle que soit la méthode
(lactique ou ventilatoire)
choisie pour les déterminer.
de la vitesse. Ce point de
déflexion correspond, selon
eux, de façon assez précise
aux deuxième seuil lactique.
Cette notion est intéressante
car elle permet de déterminer
à partir des tests indirects de
terrain ce seuil (Fig.5). Cette
correspondance point de
déflexion /deuxième seuil a
été néanmoins très décriée
dans la littérature (50 % de
partisans, 50 % de détracteurs). Il semble néanmoins
qu'à condition de réaliser un
test progressif à faible incrémentation de puissance, la
correspondance soit bonne
chez 80 à 90 % des sujets,
mais essentiellement pour le
paramètre FC, beaucoup
moins pour la vitesse.
■ Les autres “seuils”
• Le seuil de Fr équence
Cardiaque de Conconi
En 1982, Conconi et coll. ont
décrit un test de terrain permettant d’observer une
déflexion de la courbe de fréquence cardiaque en fonction
Cette déflexion reste mal
expliquée sur le plan physiologique et ne semble pas
avoir de lien de causalité avec
la situation métabolique à ce
moment du test. Néanmoins,
à l’heure actuelle aucun
cardiofréquencemètre ne
Adaptations cardiovasculaires
propose de logiciel intégré
permettant le calcul de ce
seuil !
• Le seuil de “v ariabilité
sinusale”
Basé sur le séduisant
concept de la diminution de
la variabilité sinusale lors
d’un effort d’intensité croissante, lié à l’augmentation
progressive du taux des catécholamines. Pour certains
auteurs, il existerait une
concordance entre le seuil
des catécholamines (luimême assimilable au premier
seuil ventilatoire) et une cassure de la courbe de diminution de la variabilité
sinusale à l’effort.
Un fabricant de cardiofréquencemètre vient de proposer un modèle intégrant
un logiciel permettant d’établir trois niveaux d’activité
basés sur la détermination de
ce seuil.
Une validation scientifique de
ce concept est nécessaire.
❚D - Le cardio fréquencemètre
sur le terrain
■ Indispensable à l’entraînement
Fort des considérations précédentes et de leur nécessaire
détermination individuelle au
préalable, le sportif est en possession de plusieurs indices.
• Trois qui sont peu utilisables
en pratique : la VO2 max et les
valeurs de VO2 (en valeur
absolue ou mieux en pourcentage de VO 2 max) aux
deux seuils.
• Six directement exploitables
qui sont successivement la
Vam (ou la Pam) et la FC max ;
les vitesses (ou puissance) et
fréquence cardiaque au premier seuil ; les vitesses (ou puissance) et fréquence cardiaque
au second seuil.
L'exploitation pratique de ces
critères varie selon les écoles.
Figure 6 : Etude Longitudinale
chez 13 triathlètes.Comparaison des
indices “performance”et “FC”après
3 mois d’entraînement. Noter l’amélioration nette des puissances aux
seuils et maximales, alors que
les valeurs de FC à ces seuils n’ont
pas bougé, témoignant de
l’exellente fiabilité et stabilité
dans le temps de l’indice FC.
Etude réalisée par C.Foster (9).
• Certains privilégient l'indice
vitesse. Ceci nécessite une évaluation précise au préalable de
la vitesse maximale aérobie.
Or la détermination de la Vam
dépend étroitement du protocole utilisé et ne tient pas
compte des conditions
externes (climatique ou des
perturbations temporaires de
la condition physique) le jour
MÉDECINS DU SPORT
du test. La progression de cet
indice (lié à l’efficacité de
l’entraînement) nécessite sa
réévaluation fréquente en
cours de saison. Par ailleurs les
programmes basés sur les
pourcentages de Vam ne tiennent absolument pas compte
de la variabilité du coût énergétique à l'effort lors des
séances d’entraînement, ce
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coût étant étroitement tributaire des conditions climatiques, du terrain utilisé (piste
ou sous bois), et de la condition physique du moment.
• D’autres privilégient l'indice
fréquence cardiaque. A condition bien entendu d'utiliser un
CFM fiable (rapidité de réactualisation de la valeur de la
FC selon l’intensité de l’exer-
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Adaptations cardiovasculaires
Figure 8 : Cas d’un marathonien de 52 ans consultant
pour “malaises” en course. Bilan normal (clinique, ECG,
échographie, épreuve d’effort).Enregistrement grâce à un
CFM de deux courtes salves de tachycardie à 180/200/min
lors d’une séance d entraînement à vitesse constante.
L’exploration electrophysiologique a montré l’existence de
salves de tachycardie supraventriculaires de type “Bouveret”.
cice). Les séances d’entraînement seront alors plus “physiologiquement adaptées” à la
condition physique “du jour”
du sportif. Par ailleurs de
récentes études de suivie longitudinal de sportifs après trois
mois d’entraînement ont
démontré une excellente stabilité des valeurs de FC aux
seuils cependant qu’il existait
une amélioration significative
des indices vitesse et VO2 à ces
mêmes seuils (C. Foster 1999).
Ceci démontre l’excellente
reproductibilité dans le temps
Figure 7 : Document type remis au sportif
à l’issue d’un test complet.
MÉDECINS DU SPORT
Figure 9 : Exemple d’utilisation d’un CFM sur course de
10 Km. Noter la stabilité de la FC sur les 7 premiers Km,
l’accélération sur les trois derniers avec le sprint final
et la récupération ensuite. (enreg. avec polar PC coach)
de l’indice FC par rapport à
l’indice vitesse (Fig.6). Enfin ce
type d’entraînement permettra de dépister très tôt un surentraînement (valeur de la FC
en récupération, augmentation de la FC au repos) ou un
sous-entraînement (par la
baisse du rapport vitesse/FC
ou une stagnation de celui-ci
au fil du temps).
L'idéal paraît donc de prendre
en compte les deux indices
(FC et vitesse) tout en réservant une certaine priorité à la
fréquence cardiaque (pour les
raisons évidentes développées
précédemment).
Ainsi quatre “zones de travail”
vont permettre d’élaborer des
procédés d’entraînement
personnalisés.
1• La zone “d’endurance
fondamentale”. L’utilisation
du CFM va permettre d’optimiser l’efficacité de cette séance
“en volume” en travaillant juste
(5 battements/min) en dessous
du premier seuil.
2• La zone “d’endurance
active”. Le travail à cette intensité (environ 5 battements/min
au-dessus du premier seuil)
permettant de retarder significativement l’apparition de ce
seuil. Il s’agit aussi d’une
séance continue réalisée en
respectant la règle des “3 T”
c’est-à-dire sur une distance
égale au tiers de celle de la
compétition préparée.
3• La zone correspondant
au deuxième seuil classiquement appelée “séance
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N°32-DÉCEMBRE 1999
au seuil anaérobie” ou
encore “en résistance
d u r e ” . Le travail peut être
intermittent (avec priorité à
l’indice vitesse) ; soit continue
(sur 30 minutes environ) à
une FC légèrement supérieure au second seuil.
4• La zone correspondant
à la VO2 max. Le travail sera
réalisé en “fractionné court”
(de type 30/30 essentiellement), l’indice de référence
sera ici la Vam, le CFM ayant
ici un rôle accessoire (fonction chronomètre, analyse
rétrospective de l’alternance
accélération/diminution de la
FC, étude de la récupération)
(Fig. 7).
■ Le cardio fréquencemètre en course, ou Le
principe du "Connais
toi, toi-même"
Seuls les athlètes de haut
niveau sont véritablement
capables de valider cette
maxime et de gérer parfaitement "l'écoute de leur corps"
et surtout "l'écoute de leur
souffle".
Chez l'athlète tout venant, une
étude récente (6) a montré la
grande variabilité individuelle
subjective de la perception de
l'intensité d'effort, celle-ci semblant être plutôt surestimée par
les sportifs testés dans cette
étude. D'autres études plus
anciennes, semblent démontrer le contraire. Grâce au
contrôle permanent de la FC,
MDS 32 - 21 à 27 Dossier
22/11/99 19:31
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< DOSSIER >
le sportif peut ainsi être
"à l'écoute de son cœur", ce qui
va lui permettre d’éviter le
“surrégime” et l’abandon (Fig.8).
Cependant pour différentes raisons encore toutes mal
connues (stress de la course
avec surcroît de catécholamines ?) la valeur de FC pour
une vitesse donnée est souvent
supérieure à celle obtenue à
l’entraînement, avec comme
conséquence la possibilité de
“brider” le coureur (Fig. 9).
Ainsi, il peut être fortement
conseillé d’utiliser le CFM pour
une première compétition sur
une distance non réalisée auparavant, dans des conditions
climatiques inhabituelles (forte
chaleur ou hygrométrie élevée),
ou sur parcours vallonné (le
contrôle de la FC va permettre
de doser “l’accélération” en descente et “le ralentissement” en
montée de manière à maintenir une dépense énergétique
stable en restant dans le même
intervalle de FC). Cependant, le
plus souvent, le sportif pourra
s’en passer, la course sera
calquée sur l’indice vitesse ; cette
vitesse de course ayant idéalement été déterminée quelques
jours avant sur une séance
d’entraînement “spécifique”
(moitié de la distance de la compétition préparée) réalisée à la
fréquence cardiaque adéquate :
les données de la littérature
montrant qu'un marathon peut
s’effectuer à une fréquence cardiaque égale ou légèrement
supérieure à celle du premier
seuil ; le semi-marathon à une
Adaptations cardiovasculaires
fréquence cardiaque intermédiaire entre les deux seuils ; un
10 000 mètres au niveau du
deuxième seuil, voire légèrement au-delà.
❚E - Conclusion
L’utilisation du cardio-fréquencemètre permet une
approche à la fois moderne,
efficace et sécurisante des
sports d’endurance dont
essentiellement la course à
pied et le cyclisme. Il permet
d’adapter la contrainte de l’entraînement en fonctions des
variations de la condition physique et des conditions envi-
ronnementales. Si beaucoup
de progrès ont été obtenus
dans l’élaboration des procédures d’utilisation, l’avenir doit
s’orienter vers la conception
d’appareils plus sophistiqués
avec des émetteurs plus précis et miniaturisés et des récepteurs dotés de logiciels
permettant l’autodétermination des zones d’exercice.
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